Герман транзисторууд богино долгионы цахиурын төхөөрөмжөөр өргөнөөр солигдохоос өмнө хагас дамжуулагч электроникийн эхний 10 жилд цэцэглэн хөгжсөн үе байсан. Энэ нийтлэлд бид яагаад эхний төрлийн транзисторыг хөгжмийн салбарт чухал элемент гэж үзсээр байгаа бөгөөд сайн дуу чимээг мэддэг хүмүүст маш чухал байдгийг хэлэлцэх болно.
Элементийн төрөлт
Германийг 1886 онд Германы Фрайберг хотод Клеменс, Винклер нар нээжээ. Энэ элементийн оршин тогтнохыг Менделеев урьдчилан таамаглаж, атомын жинг нь 71, нягтыг 5.5 г/см3 гэж урьдчилан тогтоосон.
1885 оны намрын эхээр Фрайбергийн ойролцоох Химмельсфюрстийн мөнгөний уурхайд ажиллаж байсан уурхайчин ер бусын хүдэртэй таарчээ. Үүнийг ойролцоох Уул уурхайн академиас Альбин Вайсбахад өгсөн нь шинэ ашигт малтмал гэдгийг баталжээ. Тэрээр эргээд олборлолтод дүн шинжилгээ хийхийг хамтран зүтгэгч Винклерээс хүсэв. Винклер үүнийг олж мэдсэнОлдсон химийн элементийн 75% мөнгө, 18% хүхэр байгаа тул эрдэмтэн олдворын үлдсэн 7% эзэлхүүний найрлагыг тодорхойлж чадаагүй байна.
1886 оны 2-р сар гэхэд тэрээр энэ нь метал шиг шинэ элемент болохыг ойлгосон. Түүний шинж чанарыг туршиж үзэхэд энэ нь цахиурын доор байрлах үелэх системд алга болсон элемент болох нь тодорхой болсон. Түүний үүссэн эрдэсийг аргиродит гэж нэрлэдэг - Ag 8 GeS 6. Хэдэн арван жилийн дараа энэ элемент нь дуу авианы германий транзисторын үндэс болно.
Герман
19-р зууны сүүлчээр германийг анх Германы химич Клеменс Винклер тусгаарлаж, тодорхойлсон. Винклерийн төрсөн нутгийн нэрээр нэрлэгдсэн энэ материалыг удаан хугацааны туршид бага дамжуулалттай металл гэж үздэг. Энэ мэдэгдлийг Дэлхийн 2-р дайны үед шинэчилсэн бөгөөд тэр үед германий хагас дамжуулагч шинж чанарыг олж мэдсэн. Дайны дараах жилүүдэд германиас бүрдсэн төхөөрөмжүүд өргөн тархсан. Энэ үед германий транзистор болон түүнтэй төстэй төхөөрөмжийг үйлдвэрлэх хэрэгцээг хангах шаардлагатай байв. Ийнхүү АНУ-д германий үйлдвэрлэл 1946 онд хэдэн зуун кг байсан бол 1960 он гэхэд 45 тонн болж өссөн байна.
Шастир
Транзисторын түүх 1947 онд Нью Жерсид байрладаг Белл лабораториос эхэлдэг. Энэ үйл явцад Америкийн гурван гайхалтай физикч оролцсон: Жон Бардин (1908-1991), Уолтер Браттайн (1902-1987), Уильям Шокли (1910-1989).
Шокли тэргүүтэй баг шинэ төрлийн өсгөгч бүтээхээр оролдсонАНУ-ын утасны систем, гэхдээ тэдний зохион бүтээсэн зүйл илүү сонирхолтой болсон.
Бардин, Браттайн нар 1947 оны 12-р сарын 16-ны Мягмар гарагт анхны транзисторыг бүтээжээ. Үүнийг цэгийн контакт транзистор гэж нэрлэдэг. Шокли төсөл дээр шаргуу ажилласан тул татгалзсандаа бухимдаж, уурласан нь гайхах зүйл биш юм. Удалгүй тэрээр дангаар нь уулзвар транзисторын онолыг бий болгосон. Энэ төхөөрөмж нь цэгэн контакт транзистороос олон талаараа давуу юм.
Шинэ ертөнц үүсэх нь
Бардин Белл лабораторийг орхиж академич болох үед (тэр Иллинойсын Их Сургуульд герман транзистор болон супер дамжуулагчийн чиглэлээр суралцсан) Браттайн багшлахаасаа өмнө хэсэг хугацаанд ажилласан. Шокли өөрийн гэсэн транзистор үйлдвэрлэгч компаниа байгуулж, өвөрмөц газар болох Цахиурын хөндийг бий болгосон. Энэ бол Калифорни дахь Пало Алтогийн эргэн тойронд, томоохон электроникийн корпорациуд байрладаг цэцэглэн хөгжиж буй бүс юм. Түүний хоёр ажилтан болох Роберт Нойс, Гордон Мур нар дэлхийн хамгийн том чип үйлдвэрлэгч Intel компанийг үүсгэн байгуулсан.
Бардин, Браттайн, Шокли нар 1956 онд нээлтийнхээ төлөө дэлхийн шинжлэх ухааны дээд шагнал Физикийн Нобелийн шагналыг хүртэх үедээ эргэн нийлсэн.
Патентын хууль
Холбоо барих цэгийн транзисторын анхны загварыг 1948 оны 6-р сард Жон Бардин, Уолтер Браттайн нарын гаргасан АНУ-ын патентад (анхны нээлтээс хойш зургаан сарын дараа) тодорхойлсон болно. 1950 оны 10-р сарын 3-нд патент олгосонжилийн. Энгийн PN транзистор нь P төрлийн германий нимгэн дээд давхарга (шар), доод давхарга нь N төрлийн германий (улбар шар) давхаргатай байв. Германы транзисторууд нь ялгаруулагч (E, улаан), коллектор (C, цэнхэр) болон суурь (G, ногоон) гэсэн гурван зүүтэй байв.
Энгийн үгээр
Транзисторын дуу өсгөгчийн ажиллах зарчим нь усны цоргоны ажиллах зарчимтай зүйрлэвэл илүү тодорхой болно: ялгаруулагч нь дамжуулах хоолой, коллектор нь цорго юм. Энэ харьцуулалт нь транзистор хэрхэн ажилладагийг тайлбарлахад тусална.
Транзисторыг усны цорго гэж төсөөлье. Цахилгаан гүйдэл нь ус шиг ажилладаг. Транзистор нь суурь, коллектор, ялгаруулагч гэсэн гурван терминалтай. Суурь нь усны цоргоны бариул шиг, коллектор нь кран руу ус урсдаг шиг, ялгаруулагч нь ус урсдаг нүх шиг ажилладаг. Цоргоны бариулыг бага зэрэг эргүүлснээр та усны хүчтэй урсгалыг хянах боломжтой. Хэрэв та усны цоргоны бариулыг бага зэрэг эргүүлбэл усны урсгалын хурд мэдэгдэхүйц нэмэгдэх болно. Хэрэв усны цоргоны бариул бүрэн хаагдсан бол ус урсахгүй. Хэрэв та хаалганы бариулыг бүхэлд нь эргүүлбэл ус илүү хурдан урсах болно.
Үйл ажиллагааны зарчим
Өмнө дурьдсанчлан германий транзисторууд нь ялгаруулагч (E), коллектор (C) ба суурь (B) гэсэн гурван контакт дээр суурилдаг хэлхээнүүд юм. Суурь нь коллектороос ялгаруулагч хүртэлх гүйдлийг хянадаг. Коллектороос ялгаруулагч руу урсах гүйдэл нь үндсэн гүйдэлтэй пропорциональ байна. Эмиттерийн гүйдэл буюу үндсэн гүйдэл нь hFE-тэй тэнцүү байна. Энэ тохиргоонд коллекторын резистор (RI) ашигладаг. Хэрэв гүйдэл Ic дамжин урсаж байвалRI, энэ резистор дээр хүчдэл үүсэх бөгөөд энэ нь Ic x RI-ийн бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна. Энэ нь транзистор дээрх хүчдэл нь: E2 - (RI x Ic) гэсэн үг юм. Ic ойролцоогоор Ie-тэй тэнцүү тул IE=hFE x IB бол Ic нь мөн hFE x IB-тэй тэнцүү байна. Тиймээс сольсны дараа транзистор (E) дээрх хүчдэл E2 (RI x le x hFE) байна.
Функцууд
Транзисторын аудио өсгөгч нь өсгөгч болон сэлгэн залгах функц дээр суурилагдсан. Радиог жишээ болгон авч үзвэл, радио нь агаар мандлаас хүлээн авдаг дохио маш сул байдаг. Радио нь чанга яригчийн гаралтаар дамжуулан эдгээр дохиог өсгөдөг. Энэ бол "өсгөх" функц юм. Жишээлбэл, герман транзистор gt806 нь импульсийн төхөөрөмж, хувиргагч, гүйдэл ба хүчдэл тогтворжуулагчид ашиглах зориулалттай.
Аналог радиогийн хувьд зүгээр л дохиог өсгөхөд чанга яригч дуу чимээ гаргах болно. Гэхдээ тоон төхөөрөмжүүдийн хувьд оролтын долгионы хэлбэрийг өөрчлөх шаардлагатай. Компьютер эсвэл MP3 тоглуулагч зэрэг дижитал төхөөрөмжийн хувьд транзистор нь дохионы төлөвийг 0 эсвэл 1 болгож солих ёстой. Энэ бол "шилжүүлэх функц"
Та транзистор гэж нэрлэгддэг илүү төвөгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг олж болно. Бид шингэн цахиурын нэвчилтээр хийсэн нэгдсэн хэлхээний тухай ярьж байна.
Зөвлөлтийн цахиурын хөндий
Зөвлөлтийн үед, 60-аад оны эхээр Зеленоград хот нь Микроэлектроникийн төвийг зохион байгуулах трамплин болж байв. Зөвлөлтийн инженер Щигол Ф. А. 2T312 транзистор ба түүний аналог 2T319-ийг бүтээж, хожим нь болсон.эрлийз хэлхээний гол бүрэлдэхүүн хэсэг. Энэ хүн ЗХУ-д германий транзистор үйлдвэрлэх үндэс суурийг тавьсан юм.
1964 онд Angstrem үйлдвэр Нарийвчлалын технологийн судалгааны хүрээлэнгийн үндсэн дээр эсэргүүцэлтэй холболттой транзисторуудыг хослуулах ажлыг гүйцэтгэдэг чип дээрх 20 элемент бүхий анхны IC-Path нэгдсэн хэлхээг бүтээжээ.. Үүний зэрэгцээ өөр нэг технологи гарч ирэв: анхны хавтгай транзисторууд "Plane" гарч ирэв.
1966 онд Пульсарын судалгааны хүрээлэнгийн дэргэд хавтгай интеграль схем үйлдвэрлэх анхны туршилтын станц ажиллаж эхэлсэн. NIIME дээр доктор Валиевын групп логик нэгдсэн хэлхээтэй шугаман резистор үйлдвэрлэж эхэлсэн.
1968 онд Пульсар судалгааны хүрээлэн нь харилцаа холбоо, телевиз, радио нэвтрүүлэгт зориулагдсан KD910, KD911, KT318 нимгэн хальсан нээлттэй хүрээтэй хавтгай транзистор хайбрид IC-ийн эхний хэсгийг үйлдвэрлэжээ.
Олон тооны дижитал IC (төрөл 155) бүхий шугаман транзисторуудыг ТМБ-ын судалгааны хүрээлэнд бүтээсэн. 1969 онд ЗХУ-ын физикч Ж. И. Альферов галлийн арсенидын системд тулгуурлан гетерострукцын электрон ба гэрлийн урсгалыг удирдах онолыг дэлхий нийтэд нээжээ.
Өнгөрсөн ба ирээдүй
Анхны цуваа транзисторууд германи дээр суурилсан. P-төрөл ба N-хэлбэрийн германийг хооронд нь холбож, уулзвар транзистор үүсгэсэн.
Америкийн Fairchild Semiconductor компани 1960-аад онд хавтгай процессыг зохион бүтээжээ. Энд транзистор үйлдвэрлэх зориулалттайЦахиур болон фотолитографийг үйлдвэрлэлийн хэмжээний дахин үржих чадварыг сайжруулах зорилгоор ашигласан. Энэ нь нэгдсэн хэлхээний санааг бий болгосон.
Германий болон цахиурын транзисторуудын мэдэгдэхүйц ялгаа нь дараах байдалтай байна:
- цахиур транзистор хамаагүй хямд;
- цахиур транзисторын босго хүчдэл 0.7V байхад германийх 0.3V босго хүчдэлтэй;
- цахиур нь ойролцоогоор 200°C, германий 85°C температурыг тэсвэрлэдэг;
- цахиурын алдагдал гүйдлийг nA-аар, германий хувьд мА-аар хэмждэг;
- PIV Si нь Ge-ээс том;
- Ge нь дохионы жижиг өөрчлөлтүүдийг илрүүлж чаддаг тул өндөр мэдрэмжтэй учраас хамгийн "хөгжмийн" транзисторууд юм.
Аудио
Аналог аудио төхөөрөмж дээр өндөр чанартай дуу гаргахын тулд та шийдэх хэрэгтэй. Юу сонгох вэ: орчин үеийн нэгдсэн хэлхээ (IC) эсвэл герман транзистор дээрх ULF?
Транзисторын эхэн үед эрдэмтэд, инженерүүд төхөөрөмжийн суурь болох материалын талаар маргаж байсан. Тогтмол системийн элементүүдийн зарим нь дамжуулагч, бусад нь тусгаарлагч юм. Гэхдээ зарим элементүүд нь хагас дамжуулагч гэж нэрлэгдэх боломжийг олгодог сонирхолтой шинж чанартай байдаг. Цахиур нь хагас дамжуулагч бөгөөд өнөөдөр үйлдвэрлэсэн бараг бүх транзистор болон нэгдсэн хэлхээнд ашиглагддаг.
Гэхдээ цахиурыг транзистор хийхэд тохиромжтой материал болгон ашиглахаас өмнө германиумаар сольсон. Цахиурын германиас давуу тал нь илүү өндөр ашиг олж авсантай холбоотой байв.
Хэдийгээр өөр өөр үйлдвэрлэгчдийн герман транзисторууд нь ихэвчлэн өөр өөр шинж чанартай байдаг ч зарим төрлүүд нь дулаан, баялаг, динамик дуу чимээ гаргадаг гэж үздэг. Дуу чимээ нь шаржигнуур, жигд бусаас эхлээд бүдэг ба завсар хооронд хүртэл байж болно. Ийм транзисторыг өсгөгч төхөөрөмж болгон цаашид судлах нь гарцаагүй.
Үйл ажиллагааны зөвлөгөө
Радио эд ангиудыг худалдаж авах нь та ажилдаа хэрэгтэй бүх зүйлээ олох боломжтой үйл явц юм. Мэргэжилтнүүд юу гэж хэлэх вэ?
Радио сонирхогчид болон өндөр чанарын дуу чимээг мэддэг хүмүүсийн үзэж байгаагаар P605, KT602, KT908 цувралууд нь хамгийн хөгжмийн транзистор гэж тооцогддог.
Тогтворжуулагчийн хувьд Siemens, Philips, Telefunken-ийн AD148, AD162 цувралыг ашиглах нь дээр.
Шүүмжээс харахад германий транзисторуудын хамгийн хүчирхэг нь болох GT806 нь P605 цувралтай харьцуулахад ялсан боловч тембр давтамжийн хувьд сүүлчийнх нь давуу эрх олгох нь дээр. KT851 ба KT850 төрөл, түүнчлэн хээрийн эффект транзистор KP904-д анхаарлаа хандуулах нь зүйтэй.
P210 болон ASY21 төрлүүд нь дууны шинж чанар муутай тул хэрэглэхийг зөвлөдөггүй.
Гитар
Хэдийгээр өөр өөр брэндийн герман транзисторууд өөр өөр шинж чанартай байдаг ч тэдгээрийг бүгдийг нь динамик, илүү баялаг, илүү тааламжтай дуу чимээг бий болгоход ашиглаж болно. Тэд гитарын дууг өөрчлөхөд тусалж чаднаэрчимтэй, дуугүй, ширүүн, гөлгөр эсвэл эдгээрийн хослол зэрэг өргөн хүрээний өнгө аясаар. Зарим төхөөрөмжид эдгээрийг гитарын хөгжимд гайхалтай тоглох, маш мэдрэгдэхүйц, зөөлөн дуу гаргахад өргөн ашигладаг.
Германий транзисторын гол сул тал нь юу вэ? Мэдээжийн хэрэг, тэдний урьдчилан таамаглах аргагүй зан авир. Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар радио эд ангиудын томоохон худалдан авалт хийх шаардлагатай болно, өөрөөр хэлбэл давтан туршилт хийсний дараа танд тохирохыг олохын тулд олон зуун транзистор худалдаж авах шаардлагатай болно. Энэ дутагдлыг студийн инженер, хөгжимчин Захари Векс хуучин дууны эффектийн блокуудыг хайж байхдаа олж тогтоосон.
Vex нь анхны Fuzz нэгжүүдийг тодорхой хувь хэмжээгээр хольж гитарын дууг илүү тод болгохын тулд Fuzz гитарын эффектийн нэгжүүдийг бүтээж эхэлсэн. Тэрээр эдгээр транзисторуудыг зөвхөн аз дээр тулгуурлан хамгийн сайн хослолыг авахын тулд тэдний чадавхийг шалгахгүйгээр ашигласан. Эцэст нь тэрээр зарим транзисторуудыг дуугаралт нь тохиромжгүйн улмаас орхихоос өөр аргагүйд хүрч, өөрийн үйлдвэртээ германий транзистор бүхий сайн Fuzz блокуудыг үйлдвэрлэж эхэлсэн.
